編者語:當前,能源管理問題是流程工業企業中熱門的話題。經濟環境的不安全感對流程工業企業產生的壓力越來越大,要求他們進一步地降低能源消耗以避免更大的收益損失。而過程控制技術就是一個能夠在不影響產品質量、產量和生產靈活性的情況下,降低成本的有效工具。
APC先進過程控制技術是一款基于模塊化的、多變量的、前瞻性的軟件工具,它能夠對流程工業企業下一級控制調節系統按照佳的可用性和經濟性進行控制。它能夠對多個調節和控制參數同時進行控制和調節。利用其內部集成的優化程序能夠保證低成本、高質量的實現佳的產品生產。
例如,通過化工反應釜就可以清楚地看到經濟性邊界條件的優點,在節約能源使用量(減少蒸汽用量)的同時也能提高產量。
多變量控制模塊能夠很好地描述反應釜中的動態過程,能夠在時間對需要調節的工作參數進行調整,使這些參數盡可能地接近其理論值。在一般情況下,可以把標準誤差減少50%以上。除了經濟上的優點以外,在技術上它也使得整個生產流程更加穩定。由于需要調節、變化的流程工藝參數都被限制在很小的波動范圍之內,使得過程設備能夠在大原材料投入的情況下運行生產。
這里,重要的是按照怎樣的邊界條件開動、運行過程設備。由于使用的是一套多變量系統,因此所有與原材料投入有關的影響因素都考慮到了,例如:壓力、溫度、能源供應和質量,并保證了這些因素都在邊界條件之內。由于過程工藝生產過程中的變量很多,因此組合后(在邊界條件之內)能夠實現高投入、高產出的變型工藝方案也很多。
若沒有APC先進過程控制軟件系統,過程設備的操作者們總是在安全、保險的運行條件下進行生產,以避免突變到有可能帶來危險后果的邊界條件工況中。過程設備在這樣的條件下運行時無法實現佳的經濟性,換句話說是白白的浪費了大量的能源。
此時,基于統計學原理的優化程序(簡稱LP)就發揮了作用,它能夠根據目的確定佳的工作參數,確定如何控制過程設備進行生產;它能確定保證佳目標的調節參數,并同時考慮經濟性的高低。優化程序確定出這些參數后,調節器接收這些參數,并把它們視為理論值,使過程設備按照這些優化后的理論值繼續運行。這樣,就可以實現在不對過程設備帶來危害并且不出所有限制性邊界條件的情況下投入更多的原料,從而生產出更多的產品。
利用這一軟件工具后,某反應釜的產能大大提高,每年可以帶來的經濟效益高達250萬美元。
也適用于小型過程設備
由AspenTech公司提供的新MSC制造和供應鏈解決方案aspenOne V7是aspenOne APC先進過程控制系統中的核心模塊。這一版本中的創新在于能夠快速、和經濟地在小型流程工藝設備中實現先進流程工藝控制功能。它的另一個新特點是能夠在一個解決方案中讓用戶在三種不同類型的調節模塊中進行選擇。
在aspenOne中集成的ACP平臺使用戶能夠在集成環境下建立自己的APC先進過程控制應用、與子系統聯網以及對子系統進行啟動和常規管理。
aspenOne APC平臺不僅提供了技術上的使用靈活性而且也提供了經濟上的使用靈活性,在模塊化技術的幫助下能夠更加靈活的對調節系統進行設定和管理。此外,這一平臺還滿足了調節技術領域中線性和非線性動態調節的要求,使得小型流程生產設備也能夠使用先進過程控制系統。而過去,由于APC先進過程控制系統的投資過高使得小型過程設備使用這一系統顯得不夠經濟、合理。
AspenTech公司新版軟件中的三種不同調節模式改善了控制調節的性能,提高了使用效率,并且能夠專門對邊界條件進行設置,這些都保障了過程設備能夠實現大的生產效率。在納入了線性和非線性調節模式之后,也可以毫無問題的像只有一種調節模式那樣工作,能夠簡簡單單的在不同的調節技術中進行轉換。APC先進過程控制系統不僅能夠自動地完成調節參數的配置,而且也能夠自動地完成調諧參數的配置、轉換。
APC系統使得工作流程可由使用者通過對一個個單獨過程的控制、調節來完成。例如用按鍵設置一個個參數和它們的應用。從而可以系統地實現在一個控制系統對服務器及應用設備地控制和數據采集。
費用效率和持續性發展
目前,AspenTech公司的這一系統已經在各地銷售了6000多套。今天,投資購買、使用APC先進過程控制系統的目的在于降低能源費用,同時也保證遵守各個邊界條件。使用這一系統后,平均可以降低10%的能源費用,同時也能提高過程設備的生產穩定性、可靠性和安全性,提高過程設備的生產能力。
此外,在使用APC先進過程控制系統后,企業一般都能夠把產品質量水平提高50%左右,收益率提高3%,生產能力提高4%。同時,減少了原材料的消耗也使得生產企業得到了更高的效益。投資購買APC先進過程控制系統的費用可以在6個月到1年時間內收回。